公用事業(yè)公司或其他計(jì)劃安裝可再生能源系統(tǒng)的公司，例如太陽能和風(fēng)電場(chǎng)，必須決定是否包括大規(guī)模的能源存儲(chǔ)系統(tǒng)，以便在可用時(shí)捕獲電力并按需釋放。這一決定對(duì)于未來可再生能源的增長(zhǎng)可能至關(guān)重要。
選擇可能很復(fù)雜：這樣的系統(tǒng)實(shí)際上是否會(huì)通過增加收入來收回成本？如果是這樣，哪種系統(tǒng)最有意義，系統(tǒng)的哪些功能最重要？如果不是，存儲(chǔ)技術(shù)需要便宜多少？
麻省理工學(xué)院的研究人員進(jìn)行的一項(xiàng)新研究表明，如何評(píng)估可用的技術(shù)選擇，包括電池，水力發(fā)電蓄能和壓縮空氣儲(chǔ)能，并表明，即使采用這些技術(shù)的當(dāng)今價(jià)格，這種儲(chǔ)能系統(tǒng)在某些地方也具有良好的經(jīng)濟(jì)意義。 ，但其他人還沒有。這項(xiàng)由麻省理工學(xué)院能源研究的大西洋Richfield職業(yè)發(fā)展助理教授Jessika Trancik與研究生William Braff和Joshua Mueller共同完成的這項(xiàng)研究剛剛發(fā)表在《自然氣候變化》雜志上。
“研究人員和從業(yè)者一直在努力比較不同存儲(chǔ)技術(shù)的成本，” Trancik解釋說，“由于成本的多個(gè)維度，而且沒有一種技術(shù)在所有維度上都占主導(dǎo)地位。只能通過查看以下內(nèi)容來比較存儲(chǔ)技術(shù)：它們將被使用。” 但是研究發(fā)現(xiàn)，不管給定位置的具體情況如何，電價(jià)如何波動(dòng)的某些特征在各個(gè)位置都是相同的，并且確實(shí)偏愛某些特定類型的存儲(chǔ)解決方案。
以最高價(jià)出售
例如，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，如今在得克薩斯州，抽水電系統(tǒng)可以為太陽能或風(fēng)能裝置提供附加值。在這些系統(tǒng)中，多余的動(dòng)力用于將水向上泵送至水庫進(jìn)行存儲(chǔ)，然后在需要時(shí)通過渦輪釋放水以發(fā)電。通過等待向電網(wǎng)出售電力直到電力現(xiàn)貨價(jià)格（電力分銷商向生產(chǎn)商支付的不斷變化的市場(chǎng)價(jià)格）達(dá)到頂峰，工廠可以產(chǎn)生的增加的收入將超過電廠的成本。添加了存儲(chǔ)系統(tǒng)。
此外，他們發(fā)現(xiàn)，這種抽水蓄能裝置比使用鉛酸蓄電池的蓄能系統(tǒng)提供更多的價(jià)值，即使其動(dòng)力容量組件的成本要高出數(shù)倍。這是因?yàn)槌樗剿Πl(fā)電系統(tǒng)比鉛酸電池系統(tǒng)具有較低的能源成本。（能量容量是指可以存儲(chǔ)在系統(tǒng)中的總能量，而功率容量是指在給定時(shí)刻可以從該系統(tǒng)傳遞多少能量）。壓縮空氣存儲(chǔ)系統(tǒng)還可以增加與抽水系統(tǒng)相當(dāng)?shù)膬r(jià)值。但是，研究人員指出，電池很有吸引力，因?yàn)樗鼈兓旧峡梢园惭b在任何地方，并且不依賴僅在某些位置存在的自然特征。
研究人員指出，有關(guān)可再生能源存儲(chǔ)系統(tǒng)的許多研究都集中在使用該系統(tǒng)平滑間歇性輸出以更好地適應(yīng)波動(dòng)的需求上。但是實(shí)際上，這些風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)或太陽能發(fā)電場(chǎng)中的大多數(shù)正在接入電網(wǎng)，因此對(duì)潛在投資者而言重要的是價(jià)格曲線而不是需求曲線。
令人驚訝的是，事實(shí)證明，盡管平均價(jià)格的區(qū)域差異很大，需求和價(jià)格的可變性也很大，但Trancik表示：“一個(gè)地點(diǎn)的最佳存儲(chǔ)技術(shù)也是另一個(gè)地點(diǎn)的最佳存儲(chǔ)技術(shù)?！?“這是因?yàn)殡妰r(jià)飆升持續(xù)時(shí)間的分布在各地之間很相似。這種模式很可能是由于每天的周期所施加的限制，人們上班和回家的時(shí)間以及他們的消費(fèi)方式的相似性而產(chǎn)生的。他們的時(shí)間。”
她說，如今，一個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)是否值得，其價(jià)格因地點(diǎn)的不同而有很大差異，這是因?yàn)閮r(jià)格上漲的頻率和幅度的巨大差異，以及太陽能和風(fēng)能隨時(shí)間的變化情況。但是，研究人員發(fā)現(xiàn)，由于電價(jià)波動(dòng)的某些共同的，新出現(xiàn)的特性，最優(yōu)存儲(chǔ)系統(tǒng)的成本特征在所有地點(diǎn)都相似。
Trancik說：“這意味著這些結(jié)果可用于為私營(yíng)部門和政府在存儲(chǔ)技術(shù)開發(fā)方面的投資提供信息，并可以為實(shí)驗(yàn)室的工程工作提供信息?！?“如果發(fā)現(xiàn)不同地點(diǎn)的最佳成本改善，權(quán)衡能源容量和電力容量成本的方向不同，那么結(jié)果將不太通用，并且對(duì)技術(shù)開發(fā)工作的用處不大?！?
成本仍然需要下降
研究發(fā)現(xiàn)，目前，如果沒有政策支持，此類系統(tǒng)的成本仍無法使它們足夠盈利，從而無法使這種廣泛采用成為減少全球溫室氣體排放所必需的。但是，Trancik說，這項(xiàng)研究確實(shí)表明，在某些地區(qū)市場(chǎng)采用已經(jīng)很有意義，并且可以得到適度的公共政策支持來促進(jìn)市場(chǎng)采用，而這反過來又會(huì)刺激存儲(chǔ)技術(shù)的進(jìn)步以鼓勵(lì)進(jìn)一步的增長(zhǎng)。該研究還提供了指導(dǎo)意見，說明了為實(shí)現(xiàn)這種部署需要降低給定技術(shù)的成本，以及需要最大程度改善系統(tǒng)的哪些方面，因此需要重點(diǎn)研究。例如，它為正在開發(fā)的各種液流電池提供了成本目標(biāo)。
在這項(xiàng)研究中，研究小組檢查了三個(gè)州：德克薩斯州，加利福尼亞州和馬薩諸塞州。他們發(fā)現(xiàn)，今天的存儲(chǔ)系統(tǒng)在得克薩斯州和加利福尼亞州具有經(jīng)濟(jì)意義，但在馬薩諸塞州尚未實(shí)現(xiàn)。他們計(jì)劃將研究擴(kuò)大到更多地點(diǎn)，以查看其總體結(jié)論是否適用范圍更廣。
在一項(xiàng)有點(diǎn)違反直覺的發(fā)現(xiàn)中，他們說，隨著風(fēng)能和太陽能系統(tǒng)的成本下降，存儲(chǔ)系統(tǒng)的成本也將需要下降，否則它們將不再盈利。那是因?yàn)樵谀硞€(gè)時(shí)候，僅增加更多的發(fā)電容量而不是更多的存儲(chǔ)容量會(huì)更有利可圖。研究人員指出，現(xiàn)在有一個(gè)機(jī)會(huì)之窗可供市場(chǎng)采用存儲(chǔ)。但是他們警告說，如果現(xiàn)在不采取任何行動(dòng)，并且風(fēng)能和太陽能的成本進(jìn)一步下降，激勵(lì)措施將隨著時(shí)間的流逝而減少。
Trancik說，這項(xiàng)研究屬于她稱為“定向創(chuàng)新”的領(lǐng)域，在該領(lǐng)域中，可以基于清晰可量化的標(biāo)準(zhǔn)來決定最需要研究哪些領(lǐng)域，技術(shù)設(shè)計(jì)和政策，以實(shí)現(xiàn)特定的社會(huì)目標(biāo)。她說：“這個(gè)想法是利用數(shù)據(jù)和模型來加速能源技術(shù)的發(fā)展?！?
